專利名稱：一種上噴層流冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種層流冷卻裝置，尤其涉及一種在熱軋冷卻流程中單側(cè)寬度可 調(diào)的上噴層流冷卻裝置。
背景技術(shù)：
鋼鐵企業(yè)的熱軋連軋機(jī)生產(chǎn)線都要使用到層流冷卻裝置，其主要功能就是將精軋 出口的帶鋼，根據(jù)卷取設(shè)定的目標(biāo)溫度進(jìn)行快速冷卻，以保證帶鋼的產(chǎn)品性能。以寶鋼2050熱軋廠為例，其層流冷卻裝置共有76組冷卻集管(對(duì)應(yīng)上下為一 組)。其中前68組為主冷段，后8組為精冷段。一般分為若干個(gè)冷卻區(qū)，每個(gè)冷卻區(qū)都有各 自的主冷段和精冷段的冷卻區(qū)串接而成，冷卻區(qū)的主冷段又由若干組強(qiáng)冷集管組和若干組 主冷集管組構(gòu)成。層冷模型在計(jì)算所需打開(kāi)集管閥組時(shí)，按照主冷段從前往后，精冷段從后 往前規(guī)則進(jìn)行設(shè)定。因此，根據(jù)終軋溫度到卷取溫度的設(shè)定溫降，主冷段的前4組以及精冷 段的后4組在每次設(shè)定都是需要打開(kāi)的，因此基本上處于常開(kāi)狀態(tài)；每組集管的位置(距精 軋最后機(jī)架)在基礎(chǔ)自動(dòng)化控制中都有數(shù)據(jù)，另外基礎(chǔ)自動(dòng)化對(duì)于帶鋼在層流輥道上的位 置都需要進(jìn)行跟蹤。其冷卻控制如下首先，過(guò)程機(jī)根據(jù)設(shè)定的終軋溫度和卷取溫度，通過(guò)層冷模型計(jì)算，確定主冷段和 精冷段冷卻集管的打開(kāi)組數(shù)，并下發(fā)指令給精軋基礎(chǔ)自動(dòng)化對(duì)水閥進(jìn)行控制。其次，當(dāng)帶鋼出精軋最后機(jī)架由精軋后測(cè)溫儀測(cè)出帶鋼實(shí)際的終軋溫度后，再對(duì) 冷卻集管的打開(kāi)組數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。最后，當(dāng)層冷后的卷取測(cè)溫儀測(cè)出帶鋼的實(shí)際卷取溫度后，根據(jù)設(shè)定的卷取目標(biāo) 值動(dòng)態(tài)對(duì)層流冷卻集管打開(kāi)組數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證帶鋼的卷取溫度在設(shè)定范圍內(nèi)。每個(gè)閥 組的冷卻水量可控制帶鋼溫度為5度。熱軋帶鋼板形一直是用戶們特別關(guān)注的質(zhì)量問(wèn)題，板形質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響產(chǎn)品的 使用，尤其是近年來(lái)隨著鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展，帶鋼產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，用戶對(duì)其板形 質(zhì)量的要求也日益提高。熱軋生產(chǎn)線不斷發(fā)展，生產(chǎn)品種、規(guī)格逐漸擴(kuò)大，目前的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與以前已經(jīng)截然 不同，以前以普碳鋼為主，目前主要生產(chǎn)微合金鋼和碳錳鋼。現(xiàn)有的層流冷卻系統(tǒng)，隨著軋 線軋制規(guī)格的不斷拓展和用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，已經(jīng)不能滿足部分鋼種生產(chǎn)的 需要，尤其是一些含有合金元素的強(qiáng)度鋼(如BS600、BS700、B510L、S45C、SS400等)。這 些強(qiáng)度鋼在經(jīng)過(guò)層流冷卻區(qū)域以后，由于現(xiàn)有的層流冷卻系統(tǒng)存在著水壓不穩(wěn)、水流分布 不均勻等問(wèn)題造成帶鋼的冷卻不均，從而導(dǎo)致帶鋼出現(xiàn)一系列板形質(zhì)量問(wèn)題，在軋線生產(chǎn) 過(guò)程中容易發(fā)現(xiàn)帶鋼由于冷卻不均造成的C翹，和寬度方向冷卻不均造成的板形變化，尤 其邊部溫度降低較大會(huì)在后續(xù)冷卻過(guò)程中產(chǎn)生帶來(lái)雙邊浪趨勢(shì)的內(nèi)應(yīng)力，給帶鋼的板形、 機(jī)械性能、溫度及相變?cè)趯挾确较虻木鶆蛐远紩?huì)帶來(lái)很大影響。層流冷卻對(duì)板形影響的主要是通過(guò)相變、應(yīng)力和導(dǎo)熱性。在國(guó)內(nèi)外比較有效的 措施就是邊部遮擋裝置，而且效果比較明顯。目前，國(guó)內(nèi)主要是德國(guó)SMS-DMG的EDGERMASKING邊部遮擋技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)油缸控制連桿機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整層流冷卻上噴冷卻水寬度的 遮擋板。例如邯鋼熱軋CSP生產(chǎn)線2003年二線建設(shè)工程中引進(jìn)的SMS公司邊部遮擋技術(shù) 的應(yīng)用，邯寶熱軋2250mm產(chǎn)線也得到成功應(yīng)用。日本三菱重工業(yè)株式會(huì)社2002年12月17日公開(kāi)的專利《帶材冷卻裝置》專利號(hào) JP2002361316A，其方案是在層流冷卻時(shí)將帶鋼邊部的冷卻水通過(guò)儲(chǔ)水槽收集來(lái)提高帶鋼 邊部的溫度，儲(chǔ)水槽收集的冷卻水則通過(guò)專用排水管排出。顯而易見(jiàn)，這種技術(shù)存在一個(gè)的 缺點(diǎn)在生產(chǎn)較窄帶鋼時(shí)，大量冷卻水白白浪費(fèi)。日本川崎水島廠早在20世紀(jì)80年代就開(kāi)展了關(guān)于層流邊部遮擋對(duì)改善板形 的研究，川崎制鐵有限公司在中國(guó)申請(qǐng)專利《金屬帶材的冷卻方法和裝置》(申請(qǐng)
公開(kāi)日
1987. 12. 16，專利公開(kāi)號(hào)CN87100594)，其層流冷卻裝置采用由一對(duì)限定狹縫的平板部件組 成的層流噴管，冷卻水流過(guò)此狹縫形成一冷卻水屏柵，為調(diào)節(jié)該噴管內(nèi)的通道區(qū)域，該層流 噴管的平板部件至少有一個(gè)在垂直于冷卻水流動(dòng)的方向上可以變形，至少有一個(gè)平板較好 地響應(yīng)冷卻水壓力，引起通道區(qū)域變化，從而調(diào)節(jié)冷卻水通道區(qū)域。此方法采用對(duì)層流冷卻 集管邊部遮擋的方法，對(duì)帶鋼邊部溫度降低較大問(wèn)題提供了一個(gè)解決辦法，但該方法也存 在不足之處，顯而易見(jiàn)，這種現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是在生產(chǎn)較窄帶鋼時(shí)，大量冷卻水白白浪費(fèi)， 不利于生產(chǎn)資源的節(jié)約。另外，現(xiàn)有技術(shù)提高帶鋼邊部溫度的方法，其原理都是采用對(duì)層流冷卻集管邊部 進(jìn)行一定寬度的遮擋，對(duì)帶鋼邊部溫度降低較大問(wèn)題提供了一個(gè)解決辦法，但該方法也存 在共同的不足之處1.浪費(fèi)資源在生產(chǎn)較窄帶鋼時(shí)，被遮擋的大量冷卻水白白浪費(fèi)，不利于生產(chǎn)資 源的節(jié)約，消耗電費(fèi)、增加水處理成本。2.影響環(huán)境層流冷卻遮擋板向兩側(cè)分流的冷卻水，對(duì)電機(jī)和層流輥道軸承座帶 來(lái)不利影響，雖然采取了導(dǎo)流板，但仍然在一定程度上劣化了該處的環(huán)境。3.故障率高帶鋼跑偏時(shí)，兩側(cè)邊部遮擋不能夠同步調(diào)整，當(dāng)帶鋼跑偏較大時(shí)，一 側(cè)的邊部遮擋就無(wú)法發(fā)揮遮擋作用，導(dǎo)致帶鋼跑偏時(shí)不能正常使用。4.機(jī)構(gòu)卡死層流冷卻環(huán)境惡劣，經(jīng)常發(fā)生連桿機(jī)構(gòu)卡死故障。5.精度不高該連桿機(jī)構(gòu)的遮擋板易變形，往往造成兩側(cè)遮擋精度不符合要求。6.堆鋼易損層流冷卻段發(fā)生堆鋼故障時(shí)，連桿機(jī)構(gòu)及遮擋板易造成變形或損 壞。7.無(wú)下噴遮擋該連桿機(jī)構(gòu)無(wú)法應(yīng)用于下噴層流冷卻，無(wú)下噴層流遮擋裝置，帶 鋼上下表面冷卻不均勻，也會(huì)導(dǎo)致一定的帶鋼邊部浪形。所以，發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種柱塞式上噴層流冷卻裝置，其能夠根據(jù)帶鋼不同寬度的 冷卻工藝要求，對(duì)應(yīng)建立相應(yīng)于帶材通道寬度的縫隙層流，實(shí)現(xiàn)層流冷卻區(qū)域在寬度上的 相應(yīng)變化，從而調(diào)節(jié)冷卻水在通道寬度方向上的區(qū)域，保證帶鋼質(zhì)量。然而經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的 實(shí)際生產(chǎn)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)該裝置由于傳動(dòng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在生產(chǎn)中故障率較高，且進(jìn)行設(shè)備配 置的成本也較高，不利于節(jié)約生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種上噴層流冷卻裝置，該裝置能夠根據(jù)帶鋼不同寬度的冷卻工藝要求，對(duì)應(yīng)建立相應(yīng)于帶材通道寬度的縫隙層流，實(shí)現(xiàn)層流冷卻區(qū)域在寬度上 的相應(yīng)變化，從而調(diào)節(jié)冷卻水在通道寬度方向上的區(qū)域，克服現(xiàn)有技術(shù)中層流冷卻系統(tǒng)對(duì) 帶鋼寬度方向存在著冷卻分布不均勻的現(xiàn)象，減少帶鋼邊部的溫降，確保帶鋼的板形、機(jī)械 性能、溫度及相變?cè)趯挾确较虻木鶆蛐?。此外該裝置較現(xiàn)有的柱塞式上噴層流冷卻裝置，其 驅(qū)動(dòng)裝置更為簡(jiǎn)潔，更能保證驅(qū)動(dòng)裝置工作的穩(wěn)定性，同時(shí)還能夠大大減小設(shè)備制造量和 設(shè)備配置成本，降低設(shè)備的故障發(fā)生率。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種上噴層流冷卻裝置，該裝置包括若干 組上噴裝置，每一組上噴裝置包括一集管，沿垂直帶鋼運(yùn)行方向設(shè)置，其上設(shè)有一進(jìn)水管； 若干噴管，均布于各集管上；兩尾端封閉的柱塞孔，分別設(shè)于所述集管的兩端上方，所述柱 塞孔通過(guò)若干通孔與各噴管導(dǎo)通，所述柱塞孔還與集管導(dǎo)通；兩柱塞，分別對(duì)應(yīng)設(shè)于兩柱塞 孔內(nèi)，活動(dòng)阻斷所述通孔；此外，所述每一組上噴裝置還包括兩液壓缸，分別通過(guò)兩液壓缸支撐座設(shè)于所述集管兩端上方，所述液壓缸與所述 柱塞平行設(shè)置；兩同步板，垂直設(shè)于所述集管兩端，所述兩同步板的中部與所述兩液壓桿的外端 部固定連接，其下端與所述兩柱塞的外端部固定連接。優(yōu)選地，所述每一套上噴裝置還包括兩平衡桿，分別通過(guò)兩平衡桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)平行 設(shè)于所述液壓缸的上方，所述兩平衡桿的外端部分別與所述兩同步板的上端固定連接。平 衡桿的設(shè)置可以防止整個(gè)冷卻裝置在工作過(guò)程中因受力不均發(fā)生偏載，保證裝置工作穩(wěn)定 性。優(yōu)選地，所述平衡桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括—底座，固定設(shè)于所述集管外端部上方，同步板的內(nèi)側(cè)；一液壓缸支撐框架，固定設(shè)于所述底座上，所述液壓缸設(shè)于液壓缸支撐框架上；一平衡桿導(dǎo)向箱，固定設(shè)于所述液壓缸支撐框架上方，所述平衡桿導(dǎo)向箱的左、右 側(cè)壁上開(kāi)有一導(dǎo)向通孔，所述平衡桿的外端部穿過(guò)所述導(dǎo)向通孔，與所述同步板固定連接。優(yōu)選地，所述導(dǎo)向通孔與所述平衡桿之間還設(shè)有一導(dǎo)向套。優(yōu)選地，所述柱塞包括一柱塞頭和一與其連接的柱塞桿，所述柱塞頭與所述同步 板固定連接，所述柱塞桿包括一銷芯以及一套于銷芯外的銷套，所述柱塞桿尾部通過(guò)一密 封以及一壓板實(shí)現(xiàn)密封。優(yōu)選地，所述進(jìn)水管與所述集管的一端導(dǎo)通。優(yōu)選地，所述進(jìn)水管與所述集管的中央導(dǎo)通。本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，使之能夠根據(jù)帶鋼不同寬度的冷卻工藝要 求，對(duì)應(yīng)建立相應(yīng)于帶材通道寬度的縫隙層流，實(shí)現(xiàn)層流冷卻區(qū)域在寬度上的相應(yīng)變化，從 而調(diào)節(jié)冷卻水在通道寬度方向上的區(qū)域，減少帶鋼邊部的溫降，確保帶鋼的板形、機(jī)械性 能、溫度及相變?cè)趯挾确较虻木鶆蛐?。另外，本?shí)用新型較之現(xiàn)有技術(shù)，大大簡(jiǎn)化了裝置的 機(jī)構(gòu)配置，從而降低了機(jī)構(gòu)設(shè)置成本，降低了設(shè)備故障率。

圖1為本實(shí)用新型一種上噴層流冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1所示的裝置右側(cè)結(jié)構(gòu)放大圖。
5[0037]圖3為圖1中B-B處的剖視圖。圖4為圖1中A-A處的剖視圖。圖5為本實(shí)用新型一種上噴層流冷卻裝置中柱塞的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型一種上噴層流冷卻裝置中平衡桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1-6具體介紹一種本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例中的上噴層流冷卻裝置，包括若干組上噴裝置， 每一組上噴裝置均包括沿垂直帶鋼運(yùn)行方向固定設(shè)置的集管1，集管1上均布有若干鵝頸 噴管3，橫梁2分成兩段設(shè)置在集管1的兩端上方，橫梁2沿垂直方向設(shè)置若干通孔，用于導(dǎo) 通集管1和各噴管3，橫梁2沿水平方向設(shè)置有柱塞孔，柱塞孔與通孔相導(dǎo)通，柱塞孔的直 徑大于等于通孔的直徑，柱塞5設(shè)置在柱塞孔內(nèi)，其直徑與柱塞孔相匹配，兩臺(tái)油缸分別通 過(guò)油缸支撐座8對(duì)稱設(shè)于集管1左右兩端的上方，油缸6與柱塞5平行設(shè)置，平衡桿7平行 設(shè)于油缸6上方，平衡桿7、油缸桿與柱塞5的外端部分別與同步板4的上、中、下部分固定 連接。平衡桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9設(shè)于同步板4內(nèi)側(cè)的集管1端部上。該上噴層流冷卻裝置的進(jìn)水 管10設(shè)于集管1的一端，與集管1導(dǎo)通，該裝置通過(guò)柱塞5沿水平方向的移動(dòng)而阻斷相應(yīng) 通孔，以實(shí)現(xiàn)冷卻水寬度的調(diào)節(jié)。如圖4所示，同步板4的中心開(kāi)有孔，油缸桿61的外端部插入孔中，并通過(guò)鍵進(jìn)行 固定。同步板4的上端和下端分別開(kāi)有槽41和44，平衡桿7和柱塞5的外端部分別設(shè)于所 述槽內(nèi)，并通過(guò)柱銷42、45以及開(kāi)口銷43、46固定。如圖5所示，柱塞包括柱塞頭51和與其固定連接的柱塞桿，其中柱塞桿包括銷芯 52和套于其外的銷套53，這樣設(shè)計(jì)是為了既保證柱塞5的剛性需要，又保證其耐磨性。為了 提高柱塞5的密封作用，還使用壓板55將密封54固定于柱塞桿的尾端，并用螺釘56擰緊。如圖6所示，該層流冷卻裝置中的平衡桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)通過(guò)底座91固定設(shè)于集管兩端 上方。液壓缸支撐框架92通過(guò)螺釘固定設(shè)于底座91上，液壓缸支撐框架92的左、右側(cè)壁 上開(kāi)有一通孔921，油缸穿過(guò)通孔921，實(shí)現(xiàn)其在液壓缸支撐框架92的固定。平衡桿導(dǎo)向 箱93固定設(shè)于液壓缸支撐框架92上方，平衡桿導(dǎo)向箱93的左、右側(cè)壁上開(kāi)有一導(dǎo)向通孔 931，導(dǎo)向通孔931內(nèi)套有導(dǎo)向套932，平衡桿穿過(guò)導(dǎo)向套932，實(shí)現(xiàn)其外端部與同步板的固 定連接。本實(shí)用新型所述的裝置在使用過(guò)程中，由液壓缸作為驅(qū)動(dòng)元件，驅(qū)動(dòng)液壓桿帶動(dòng) 同步板做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)與同步板固定連接的柱塞和平衡桿做同步直線往復(fù)運(yùn) 動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)冷卻水寬度的調(diào)節(jié)。由此可見(jiàn)，該裝置較之前的上噴層流冷卻裝置，實(shí)現(xiàn)了驅(qū) 動(dòng)元件和傳動(dòng)元件一體化，簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，大大降低了設(shè)備配置成本和維護(hù)成本，具有良 好的實(shí)施效果。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限 制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案 范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求一種上噴層流冷卻裝置，包括若干組上噴裝置，每一組上噴裝置包括一集管，沿垂直帶鋼運(yùn)行方向設(shè)置，其上設(shè)有一進(jìn)水管；若干噴管，均布于各集管上；兩尾端封閉的柱塞孔，分別設(shè)于所述集管的兩端上方，所述柱塞孔通過(guò)若干通孔與各噴管導(dǎo)通，所述柱塞孔還與集管導(dǎo)通；兩柱塞，分別對(duì)應(yīng)設(shè)于兩柱塞孔內(nèi)，活動(dòng)阻斷所述通孔；其特征在于，所述每一組上噴裝置還包括兩液壓缸，分別設(shè)于集管兩端上方，所述液壓缸與柱塞平行設(shè)置；兩同步板，垂直設(shè)于所述集管兩端，所述兩同步板的中部與兩液壓桿的端部固定連接，其下端與兩柱塞的外端部固定連接。
2.如權(quán)利要求1所述的上噴層流冷卻裝置，其特征在于，所述每一套上噴裝置還包括 兩平衡桿，分別通過(guò)兩平衡桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)平行設(shè)于液壓缸的上方，所述兩平衡桿的外端部分 別與兩同步板的上端固定連接。
3.如權(quán)利要求2所述的上噴層流冷卻裝置，其特征在于，所述平衡桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括一底座，固定設(shè)于所述集管外端部上方，同步板的內(nèi)側(cè)；一液壓缸支撐框架，固定設(shè)于所述底座上，所述液壓缸通過(guò)液壓缸支撐框架固定設(shè)于 集管上；一平衡桿導(dǎo)向箱，固定設(shè)于所述液壓缸支撐框架上方，所述平衡桿導(dǎo)向箱的左、右側(cè)壁 上開(kāi)有一導(dǎo)向通孔，所述平衡桿的外端部穿過(guò)該導(dǎo)向通孔，與對(duì)應(yīng)的同步板固定連接。
4.如權(quán)利要求3所述的上噴層流冷卻裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向通孔與平衡桿之間 還設(shè)有一導(dǎo)向套。
5.如權(quán)利要求4所述的上噴層流冷卻裝置，其特征在于，所述柱塞包括一柱塞頭和一 與其連接的柱塞桿，所述柱塞頭與對(duì)應(yīng)的同步板固定連接，所述柱塞桿包括一銷芯以及一 套于銷芯外的銷套，所述柱塞桿尾部通過(guò)一密封以及一壓板實(shí)現(xiàn)密封。
6.如權(quán)利要求5所述的上噴層流冷卻裝置，其特征在于，所述進(jìn)水管與集管的一端導(dǎo)ο
7.如權(quán)利要求5所述的上噴層流冷卻裝置，其特征在于，所述進(jìn)水管與集管的中央導(dǎo)ο
專利摘要本實(shí)用新型介紹了一種上噴層流冷卻裝置，包括若干組上噴裝置，每一組上噴裝置包括一集管；若干噴管；兩柱塞孔，分別設(shè)于集管兩端上方；兩柱塞分別設(shè)置于兩柱塞孔內(nèi)，兩液壓缸的液壓桿分別通過(guò)同步板連接所述柱塞，實(shí)現(xiàn)對(duì)柱塞的驅(qū)動(dòng)。本實(shí)用新型能夠根據(jù)帶鋼不同寬度的冷卻工藝要求，調(diào)節(jié)冷卻水在通道寬度方向上的區(qū)域，減少帶鋼邊部的溫降，確保帶鋼的板形、機(jī)械性能、溫度及相變?cè)趯挾确较虻木鶆蛐?。此外本?shí)用新型采用液壓桿驅(qū)動(dòng)代替了現(xiàn)有裝置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，大大降低了生產(chǎn)機(jī)構(gòu)成本以及設(shè)備故障率。
文檔編號(hào)B21B45/02GK201711365SQ201020137648
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者何曉明, 單旭沂, 吳建光, 王軍 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司